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Prof. Duilio Siravo: la simulazione della applicazione delle lenti a contatto

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Il rapido sviluppo tecnologico degli ultimi anni ha cambiato radicalmente l’approccio alla contattologia.

La possibilità di acquisire immagini, di simulare patterns fluoriscinici e simulare la visione ha consentito di realizzare lenti a contatto sempre più sofisticate e personalizzate al fine di ottimizzare, non solo i vizi visivi più semplici, ma anche i difetti più impegnativi sia dal punto di vista morfologico che rifrattivo.

Il mercato oggi si sta spostando su due fronti ben diversi: da un lato assistiamo alla diffusione di lenti a ricambio frequente, realizzate per essere più o meno adatte a tutti ed appropriate a risolvere i casi più semplici, dove non è richiesta una particolare capacità applicativa; dall’altra assistiamo all’evoluzione di una contattologia avanzata, dove le lenti corneali sono destinate a risolvere tutti quei casi particolari e complessi, come difetti rifrattivi elevati, cheratocono, afachia, esiti di ferite e di chirurgia corneale.

Per questo settore della contattologia è richiesto un maggior grado di specializzazione da parte dell’operatore, in modo da poter gestire al meglio le potenzialità delle nuove tecnologie, che da sole, però , non possono sostituirsi all’abilità di un applicatore esperto.

Gli obiettivi fondamentali da raggiungere quando si applica una lente a contatto sono: la buona visione, il rispetto delle strutture oculari, la stabilità della lente e non ultimo il comfort del paziente.

Oltre trent’anni di pratica ha condotto ha una evoluzione delle filosofie applicative, dei materiali e soprattutto negli ultimi anni, delle geometrie. I moderni torni a controllo numerico permettono di costruire lenti a contatto con moltissime possibilità geometriche, mentre strumenti di misura sempre più sofisticati consentono di studiare nei dettagli la topografia corneale di ogni singolo individuo e simulare una applicazione.

I software di gestione che simulano il comportamento di una lente nota possono essere ampliati introducendo parametri nuovi che vengono rielaborati creando una lente completamente personalizzata, consentendo di effettuare applicazioni “virtuali” riducendo il numero di prove e soprattutto migliorando la qualità dell’ applicazione nei casi complessi non risolvibili con altre tecniche.

Nelle geometrie delle lenti RGP (rigide gas permeabili) tradizionali la curvatura e il diametro della zona ottica determinano le zone di appoggio e di sollevamento della lente sulla cornea.

Lo spazio che si forma tra la superficie posteriore della lente e quella anteriore della cornea si riempe di lacrime e la distanza fra superficie posteriore della lente e superficie anteriore della cornea può essere rappresentata dal profilo dello spessore del film lacrimale sotto la lente.
Questo spessore viene definito clearance ed è espresso in micron.

La valutazione della clearance viene fatta in modo qualitativo instillando fluoresceina e illuminando la lente con lampada di Wood o lampada a fessura con filtro blu cobalto. Questo metodo permette, ad un occhio esperto di apprezzare con sufficiente precisione la qualità dell’applicazione e del ricambio lacrimale.

L’uso dei topografi corneali e i sofisticati software di simulazione del pattern floresceinico, hanno migliorato la conoscenza morfologica della cornea da una parte , mentre dall’altra hanno permesso di trarre il massimo vantaggio dalle informazioni acquisite dalla mappa stessa per disegnare ed ottimizzare la geometria delle lenti tenendo conto non solo della curvatura corneale centrale ma anche della forma totale della cornea.

Prima dell’uscita dei topografi di ultima generazione, che consentono di misurare in modo preciso le curvature istantanee e altimetriche della cornea su tutta l’area coperta dalla lac, il solo metodo per calcolare la clearance e l’applicazione (fitting) era quello di appoggiarsi ad un modello matematico e derivarne le conseguenti altezze sagittali.

Il modello più avvalorato è stato quello di un profilo corneale ellittico i cui raggi di curvatura e il valore di eccentricità venivano ricavati da un autocheratometro, fotocheratoscopio, o un oftalmometro a letture periferiche.

Dedotti poi i valori, e se si avvicinavano il profilo corneale ad una conica, si potevano ottenere, mediante programmi di calcolo, i dati di tutti i parametri della lente necessari per ottenere la clearance desiderata. Questo tipo di modello, pur essendo un’evoluzione rispetto a quello sferico, è risultato essere troppo approssimativo.

I topografi più moderni permettono misure più dettagliate e in molti casi permettono simulazioni fluoroscopiche di buona precisione. Con i programmi a disposizione la scelta della lente può essere fatta in tre modi differenti e conseguentemente valutare l’applicazione e la clearance tramite applicazione virtuale.

• Si può selezionare una lente da un data base di lenti predefinite che includono tutti i prodotti standard dei diversi costruttori. La preferenza poi può essere fatta manualmente o tramite moduli autofit. Il vantaggio è quello di utilizzare lenti di produzione standard, lo svantaggio è di essere limitati dai modelli e geometrie scelte dal costruttore.
• Si può scegliere una geometria predefinita e personalizzare tutti i parametri della lente per raggiungere tutti i valori di clearance che si desiderano. Con questo metodo l’applicatore decide tutte le specifiche della lente da applicare in quanto questa può essere personalizzata in tutti i suoi parametri
• Si può creare un profilo polinomiale che soddisfi determinati livelli di clearance per costruire una lente del tutto personalizzata. In questo caso si ha la possibilità di costruire delle lenti con geometrie molto sofisticate, ma a volte difficilmente riproducibili.

Mediante la simulazione di applicazione si cerca la geometria ideale e una volta scelta la lente uno specifico software di gestione provvede a tradurre il progetto in linguaggio informatico ed a renderlo eseguibile da un macchinario.

Queste lenti così costruite oltre ad ricalcare esattamente l’elaborazione eseguita virtualmente vengono, in alcuni software, anche automaticamente corrette per ridurre le aberrazioni superiori indotte dalla faccia interna della lac, creando così un’ottica ad alta definizione in grado aumentare le potenzialità della funzione visiva.
Tuttavia rispetto alla lente teorica è probabile che siano necessari degli aggiustamenti poiché alcune variabili come, la tensione palpebrale, il rapporto della superficie anteriore della lente con la palpebra, il film lacrimale, le forze di frizione e di capillarità ed il peso della lente, possono condizionare il comportamento della lente sull’occhio e queste non possono essere simulate.

Ormai numerose ditte produttrici sono orientate verso un metodo di link informatico che unisca i dati topografici ad un progetto di lente personalizzata al fine anche di ridurre le aberrazioni ottiche.
Ad esempio le lenti personalizzate Wave (Eye Quip) hanno una superficie e anteriore e posteriore modificata ed adattata e correggono anche le aberrazioni corneali. Vengono progettate con il topografo Keratron (Optikon). Esse possono essere morbide o rigide con o senza prisma di stabilizzazione e sono disponibili con disegni sferici, torici, multifocali o destinate all’ortocheratologia .

Altre lenti di progettazione custom-made con link detto a “ calco” sono prodotte dalla Eikon che utilizza due topografi, Keratron Scout ( Optikon 2000) e Eye Top (CSO).
La procedura di esecuzione, con ambedue i topografi, è semplice. Dopo aver processato l’immagine cheratoscopica e pulita da imperfezioni ed errori, applichiamo il software.
Esistono dei set di prova virtuali disponibili, ma nell’eventualità in cui l’applicatore abbia la necessità di inserire delle modifiche il default è modulabile.

Visualizziamo quindi l’applicazione “virtuale” con simulazione fluoresceinica e cerchiamo l’appoggio migliore per il caso.

Possiamo variare, se vi è la necessità, istantaneamente tutti i parametri: diametro totale e parziale, la zona ottica, la tipologia del bordo e possiamo agire direttamente anche sulla asfericità interna della lente.
Da ricordare che la superficie interna asferica di una lente induce delle aberrazioni, ma il sistema prevede il calcolo automatico della correzione dell’aberrazione. Definita poi la lente più appropriata, i dati ottenuti vengono raccolti in un file ed inviati al costruttore per realizzare la lente eseguita virtualmente dall’applicatore.

Fino ad ora abbiamo visto come possiamo conoscere bene la morfologia della cornea grazie al topografo e come possiamo progettare lenti a contatto personalizzate la cui geometria è strettamente connessa con la cornea ottimizzando l’appoggio mediante la simulazione fluorescinica.
Altro argomento da non sottovalutare, e che è possibile simulare, è l’aberrazione indotta dalle lenti a contatto.

La modificazione delle aberrazioni ottiche dell’occhio è stato discusso per lungo tempo sia nella pratica corrente sia nella contattologia.
E’ ben noto come la qualità della visione è nettamente influenzata dal grado di aberrazioni ottiche di ordine superiore, in particolare in quei pazienti con cornee patologiche (cheratocono, post chirurgia corneale ecc.).

Numerosi studi hanno valutato l’impatto dell’uso delle lenti a contatto sulle aberrazioni ottiche.
Nel 2003 De Brabander ha evidenziato come l’uso delle lenti personalizzate potessero diminuire gli effetti delle aberrazioni ottiche e migliorare la qualità della visione, in particolare sulle cornee patologiche.

Le lenti a contatto, sferiche, asferiche, progressive o a fuochi multipli, producono aberrazioni di ordine superiore che si aggiungono a quelle dell’occhio; ma si è visto come le lenti con geometrie estremamente sofisticate possono minimizzare le aberrazioni o, al contrario, massimizzare il loro effetto di pseudoaccomodazione.

Oggi è possibile misurare e prevenire gli effetti delle aberrazioni ottiche delle lenti a contatto tramite un simulatore della visione Optique Adaptative Crx 1 (Imagine Eyes).

Il meccanismo dell’ Optique Adaptative è stato inventato da alcuni astrofisici per migliorare la qualità delle immagini dei telescopi terrestri, al fine di correggere le distorsioni indotte dalle turbolenze atmosferiche.
Questa tecnica, applicata all’oftalmologia, ci consente di correggere le aberrazioni oculari con una precisione sufficiente per fornire delle immagini in vivo della retina a una scala cellulare.

In ambedue le applicazioni, astrofisica e oftalmologia, il metodo di studio consiste nel deformare uno specchio riflettore al fine di ottimizzare la qualità d’immagine e correggere le differenti aberrazioni ottiche. Per cui i componenti chiave sono degli specchi deformabili che poi vengono rettificati e controllati da degli analizzatori di superficie d’onda.

Il simulatore della visione Crx 1 (Imagine Eyes) utilizza i risultati visivi per introdurre delle aberrazione nell’occhio, provvisoriamente e in maniera puramente ottica, testando acuità visiva, sensibilità al contrasto ecc. a diverse distanze di visione. Inoltre durante il test lo strumento permette di regolare il diametro della pupilla e il centraggio della correzione.

E’stato concepito come un aberrometro al quale sono stati aggiunti due componenti: una specchio deformabile capace di correggere le aberrazioni oculari e aggiungere delle aberrazioni create dall’applicatore, e uno schermo informatico in miniatura che, attraverso lo specchio deformabile, stimola la visione del paziente ad una determinata distanza regolata dall’operatore.

Ciò ci permette di misurare i risultati visivi derivanti da applicazioni di lenti a contatto con differenti geometrie. I risultati così ottenuti possono essere utili per ottimizzare le geometrie delle lenti asferiche e/o progressive.

Questo strumento potrebbe un giorno semplificare i processi di prescrizione, poiché permette di pre-testare rapidamente la visione di ogni paziente, inoltre potendo valutare le eventuali aberrazioni prodotte da un determinato tipo di lente e potendo modificare i parametri delle lenti personalizzandole, si può progettare una lente che soddisfi al meglio anche le esigenze visive.

Dunque l’obiettivo della contattologia moderna personalizzata è quello di realizzare una lente adatta morfologicamente alla cornea, ottimizzando l’applicazione per ogni singolo paziente, studiando accuratamente la topografia corneale e effettuando simulazioni fluoroscopiche ; inoltre la correzione delle aberrazioni ottiche prodotte dalle lenti a contatto possono migliorare la funzione visiva, per cui la nuova tecnologia, che ci permette di simulare il risultato di una progettazione, rappresenta un ulteriore vantaggio nella scelta della strategia da intraprendere nell’applicazione delle lenti a contatto soprattutto nei casi più complessi.

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a cura del Prof. Duilio Siravo
Presidente Accademia Italiana di Oftalmologia Legale

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